2018年9月8日墨江5.9级地震云南普洱大寨流体异常特征及机理

文中梳理了2004年以来普洱大寨井连续观测的水化学离子和井-含水层渗透性异常特征。研究发现,在观测井周边250km范围内5.5级以上地震发生前,多次出现过可重复、可类比的异常变化,对地震具有较好的异常指示和预测意义。但相比以往震例,墨江5.9级地震发生前,无论是化学离子还是物理参数均出现了观测以来幅度最大的变化,异常状态较以往强烈很多,但发震的震级只有5.9级。为了研究这一现象产生的原因和机理,文中尝试从区域深部物质活动和区域应力水平2个方面对墨江5.9级地震前的异常演化过程开展讨论,得到以下认识:墨江5.9级地震前,流体异常整体呈现出较为显著的从深部到浅部、从背景到短期微观异常再到临震宏观异常的演化过程;墨江5.9级地震前,普洱大寨连续观测的水化学离子浓度异常和井-含水层渗透性的改变是由于区域内垂向剪切应力持续增强引起的含水层受挤压,从而形成了垂向的流体补给,最终引起不同含水层水体发生交替混合而产生的结果;本次异常形成初期还伴随深部物质剧烈活动的现象,较为显著的由深部到浅部的耦合作用过程可能是导致墨江5.9级地震前出现自观测以来地下流体异常幅度最显著的原因。因此,流体活动从深部开始,随着区域应力不断积累,不断向地表传递的演变过程是墨江5.9级地震前流体异常演化的本质特征;区域应力的作用方式和深部物质活动程度不同,是引起墨江5.9级地震前异常特征与研究区其他历史震例前明显不同的根本原因。文中研究为全面认识普洱大寨井地下流体异常的预测意义和地震前流体异常的深浅耦合演化过程提供了一定参考。

降雨入渗对防军隧道浅埋小净距段围岩稳定性的影响

为控制降雨入渗对浅埋小净距隧道围岩稳定性的影响,以义东高速公路防军隧道为依托,基于流固耦合理论和水土特征曲线,采用MIDAS GTS NX有限元软件建立浅埋小净距隧道数值模型,对雨季施工时的土体孔隙水压力、围岩变形特征和边仰坡安全系数展开分析。结果表明:随着降雨入渗的持续,围岩及边仰坡土体基质吸力逐渐减小,其土体抗剪强度也随之降低,稳定性变差。经过7 d累积降雨,孔隙水压力增大趋势逐渐放缓,围岩变形达到最大值,工况1的拱顶沉降增大了21.48%,且边仰坡安全系数小于1,处于失稳状态。洞口段采取加固和排水措施来控制围岩的稳定性,边仰坡的安全系数较加固前提升了17.27%,取得了良好的效果,保证了隧道后期的安全施工。

内蒙古敖汉旗岱王山金矿床流体包裹体特征及矿床成因

通过对岱王山金矿床石英、方解石中流体包裹体、黄铁矿S同位素和方解石C、O同位素特征研究,探讨了成矿流体的性质、物质来源及矿床成因。结果表明:石英中流体包裹体分为气液两相包裹体(Ⅰ型)、含CO_(2)三相包裹体(Ⅱ型)、纯CO_(2)相包裹体(Ⅲ型)3种类型,成矿流体总体具有中温度(171℃~280℃)、低盐度(5.4%~11.7%)及低密度(1.07~1.13 g/cm^(3))的性质,为H 2O-CO_(2)-CH_(4)流体体系;估算成矿深度为2.1~3.0 km,属于浅成矿床。δ^(34)S值为-1.0‰~-0.9‰,表明成矿流体中硫来源于岩浆活动;δ^(13)C_(V-PDB)值为-8.4‰~-1.5‰,δ^(18)O_(V-SMOW)值为6.3‰~19.7‰,暗示碳、氧来源具有多源性。综合成矿流体特征及成矿物质来源,认为岱王山金矿床成因类型为与古亚洲洋闭合造山有关的浅成造山型。

浅薄层特超稠油油藏冷热交替开采技术研究

针对浅薄层特超稠油油藏蒸汽吞吐开发初期面临的油层厚度薄、原油黏度高、蒸汽热损失大、吞吐有效期短等问题,提出了冷热交替大周期吞吐开发模式,有效改善开发效果。为此开展了浅薄层特超稠油油藏冷热交替开采三维物理模拟研究,结果表明:受顶底盖层热损失影响,蒸汽吞吐温度下降迅速,峰值产量较高,但单周期生产时间较短,约100 min;降黏吞吐可以降低吞吐井附近含油饱和度,提高产油速度,降低含水率,延长吞吐周期50 min以上;提高温度可以增强降黏剂的降黏效果,第二周期开始冷热交替改善效果优于第一周期,其生产时间延长60 min,含水率降低45%,周期采出程度提高1.7%。利用数值模拟方法优化了冷热交替的注入参数,建立了该技术的政策界限:最佳转冷热交替的时机为2~3周期,注入强度为0.02 t/m;适用的油层厚度小于8 m,原油黏度小于200000 mPa•s,含油饱和度大于0.6,渗透率大于1000 mD。

海上浅层气井喷燃烧场景模拟

海洋油气钻采过程中,当钻井遇浅层气时容易引发井喷事故,井喷可燃气体泄漏引起的火灾对海上平台及钻采装置构成严重威胁。基于计算流体力学(CFD)与有限元分析方法,利用热-流-固耦合与扩散原理构建了井喷燃烧场景,预测了井喷燃烧过程中火焰的扩散与发展规律,并获得井口装置在高温下的热力学响应。结果表明:随着井喷可燃气体的蔓延,高温区域不断扩大,火焰及热辐射对相邻井口装置的服役状况产生显著影响,风速与井喷速度为影响火焰延伸及井口装置热力学响应的主要因素。所建立的热-流-固耦合模型与分析方法可应用于井喷事故中海洋平台的安全评估。

浅源地震动态触发综述及四川威远地区案例分析

地震动态触发是指远场地震波传播到某些处于临界应力状态的区域,从而触发地震事件的现象,浅源地震是触发地震中最主要的类型.研究浅源地震动态触发不仅可以增强对发震机理的理解,还可以衡量地下浅部断层应力状态,对防震减灾具有重要意义.本文综述了地震动态触发可能的机制、判定方法,着重介绍了在不同构造背景下几个浅源地震动态触发的研究案例.此外,利用四川威远地区2015年11月至2016年11月的密集台阵连续记录,探究了页岩气开采区浅源地震活动性是否受到远震触发作用的影响.发现该地区地震活动性在2015年12月7日塔吉克斯坦MW7.4地震后的12小时内显著增加,展现出动态触发特征.然而,经过仔细分析塔吉克斯坦地震后威远地区地震的时间和空间分布特征,发现这些增强的地震活动迁移过程具有流体扩散的特征,推测这些浅源地震是工业注水活动诱发的可能性更大.

延长油田东部浅层致密油储层驱油压裂技术及应用

南泥湾采油厂浅层致密油储层采用滑溜水分段压裂取得初步成效,但产量递减快,原因之一就是油藏能量不足。针对浅层致密油藏增能需求,采用大排量、大液量、低砂比的驱油型滑溜水压裂液滞留地层,补充地层能量,通过焖井进行油水置换,形成驱油压裂技术。根据施工排量控制总射孔数,按照每孔排量最少0.3 m^(3)/min进行压裂,压后焖井,通过优化压裂缝模拟设计形成较大的储层改造体积,达到体积压裂的效果。评132井区平2井现场试验结果表明,该工艺实施简单,整个施工泵压较低且平稳,排量稳定,取得了较好的增产效果。

河流水位对深浅式地铁基坑变形和受力的影响

为了研究河流水位对深浅式地铁基坑工程的影响,运用RS3有限元软件中流固耦合计算模型,探究了河流水位变化对深浅式基坑变形和受力的影响规律。结果表明:地连墙的水平位移和弯矩、坑底隆起位移和格构柱的竖向位移均随河流水位的增加而增加;坑边地表沉降位移和基坑的稳定安全系数随着河流水位的增加而减小。河流水位变化对格构柱的竖向位移影响较小;而河流水位标高为21~22 m范围时,对地连墙的水平位移和弯矩、坑边地表沉降位移、坑底隆起位移和基坑的稳定安全系数有较大的影响;随河流水位的增加,坑边地表沉降位移和坑底隆起位移的影响范围均会向下部和临河侧的土体扩大,临河侧基坑浅部和围护桩底的塑性破坏区域也会增大。

深水气井测试条件下井筒水合物生成及浅层水合物分解的环空保护液导热系数

针对南海海域可能钻遇浅层水合物,且在深水井测试过程中井筒生成天然气水合物造成井筒堵塞的难题,从环空保护液的角度出发,以南海某深水气井为例,采用数值模拟方法,研究深水气井测试时不同产量下不同环空保护液导热系数对井筒生成水合物和浅层水合物分解的影响。结果表明:环空保护液导热系数越低,井筒生成水合物的临界测试产量越低,当环空保护液导热系数低至0.10 W/(m·℃)时,可满足产量5×10^(4)m^(3)/d,井筒内不生成水合物;随着环空保护液导热系数降低,井筒外缘温度随之降低,浅层水合物越不容易发生分解;现场测试产量下的井口温度与模拟结果误差均小于5%,验证了计算模型的可行性。

浅水浮式风机基础水动力特性及波浪荷载的CFD数值分析

采用计算流体动力学(CFD)方法对OC4-DeepCwind半潜式风机基础在30~100 m水深下的水动力特性和非线性波浪荷载进行了研究。基于验证的数值波浪水池,通过结构自由衰减运动及规则波下浮式基础的幅值响应算子(RAO)计算,分析了浮式风机基础的结构动力特性及水动力特性随水深的变化规律,研究了浅水条件下非线性波浪荷载特征。研究结果表明,随着水深的减小,风机基础结构垂荡固有周期略有增大,垂荡和纵摇的阻尼比均呈现逐渐增大的趋势;与黏性流理论计算结果相比,势流结果在浅水波浪工况下对垂荡和纵摇RAO存在显著低估;在浅水波浪作用下,风机基础所受波浪荷载的三倍波频成分占比可超过5%,体现了浅水条件下波浪与结构之间较强的非线性作用。

膨胀土地基螺杆桩浅层断桩成因及处理方法

荆门—荆州铁路试验段路基地基加固螺杆桩浅层断桩率较高。为满足工程需要,本文分析了螺杆桩浅层断桩的原因,并根据低应变反射波法确定的断桩的位置,采用水泥灌浆+化学灌浆双液联合灌浆修复处理措施对断桩进行处理。采用水泥灌浆对宽度0.2 mm以上裂缝进行充填,采用化学灌浆对宽度0.2 mm以下水泥浆液无法灌入的微细裂隙进行充填。实践表明,双液灌浆能减少化学灌浆材料用量,节约成本,灌浆后桩基基本能达到Ⅰ、Ⅱ类桩标准。水泥灌浆+化学灌浆双液联合灌浆处理浅层断桩可以提高桩基的完整性,效果明显。

深水钻井浅层气气侵井喷流体仿真研究

以深水钻井钻遇浅层气发生气侵、水下井口井喷为研究对象,通过理论分析了不同水深、不同埋藏深度的浅层气发生气侵后钻井液液柱的压降,并考虑了温度、压力的影响,结合FLUENT流体仿真研究了浅层气从水下井口喷出的速度以及浅层气喷出井口后在海水中的质量分布特征。结果表明:浅层气气侵后钻井液液柱的压降会随着气侵程度的增加而增大,温度、压力会减小气侵后钻井液液柱的压降,但主要体现在浅层气埋藏较浅、气侵程度较低的情况下。不考虑温度、压力影响,计算得到的压降较大,导致调整钻井液密度可能过重,循环排气时存在压漏地层的风险;当浅层气气侵井眼后会形成“环状流动”的现象,并迅速占领井眼,到达水下井口时的速度达到最大;当埋藏压力相同的情况下,埋藏较浅的浅层气喷出时的速度更大,更为危险;随着埋藏压力的增大,浅层气喷出速度随之非线性增大,达到480 m/s左右的速度后,增长放缓;浅层气从水下井口喷出后,呈现出不同的发展阶段,到稳定阶段后会形成扩散状“气柱”,并不断向海水中扩散,可能形成水合物,也可能溢出海面。

深水浅层钻井呼吸效应机制及影响因素分析

钻井呼吸效应常被误判为井涌而采取错误的措施,使呼吸效应强度增加。为明确深水浅层呼吸效应机制,基于深水浅层高孔高渗和裂缝不发育的特点,建立多孔弹性介质渗流模型,模拟深水浅层钻井呼吸效应过程,分析地层参数(弹性模量、泊松比、渗透率和孔隙度)、钻井液性能(塑性黏度和动切力)和井底压差对深水浅层钻井呼吸效应的影响。结果表明:深水浅层钻井呼吸效应属于渗透性诱导机制,使部分钻井液残留在地层中,具有瞬时性,可分为漏失、拟稳态和返排3个阶段。低弹性模量、低泊松比、高孔高渗的地层更容易发生渗透性呼吸效应。加入降滤失剂和膨润土、使用低密度钻井液、采用低排量的钻井方式和控压钻井技术等,可以降低渗透性呼吸效应强度。该结果为深水浅层安全高效钻井提供指导。

深水固井面临的挑战和解决方法

水深超过500m的深水海域所蕴藏的油气资源是非常诱人的,进一步开发利用深水油气资源大势所趋。但深水所带来的低温、地层破裂压力低、浅层流体流动和高昂的深水钻井装置费用等问题又提出了严峻的挑战。通过对深水注水泥温度确定、低密度水泥浆稳定性、流变性、胶凝强度、候凝时间、水泥石具有的机械力学性能等一系列的特殊要求分析,提出了以准确预测深水注水泥温度为前提,以深水固井材料体系研究为基础,以新型钻井液固井液一体化技术为方向,以深水固井时可能存在的风险为指导,有针对性地优化深水固井水泥浆的性能和注水泥工艺,以有效解决深水固井中所面临的困难。

辽河油田欢2-16-304C井套管腐蚀分析

欢2-16-304C井准备转为注水井，转注前套管试压结果表明，井下部分套管存在漏失点。对该井进行大修，发现第6～12根套管外壁腐蚀严重，第12根套管在起出过程中断裂，断裂面很薄。现场检测没有发现硫化氢和二氧化碳，可以排除硫化物应力腐蚀开裂和二氧化碳对套管造成腐蚀损坏的可能性。对该区块浅层水质进行分析，发现50～200m处的地层水矿化度为2.68×10^4mg/L,且存在大量氯离子和硫酸根离子，由此判断浅层流体较高的矿化度是造成套管腐蚀的主要原因。J55套管钢级较低，壁厚较薄，抗腐蚀能力较差。建议今后在钻井设计前必须对土壤的腐蚀性做出评价，对此类高矿化度地区的同一类油水井，最好使用同一材质的油套管，如P110油层套管，固井设计也要考虑到土壤对套管的腐蚀问题，若地层腐蚀性较强，固井时应将固井水泥返至地面。

川西中浅层长水平段井油基钻井液技术研究

随着川西沙溪庙组气藏的开采,储层物性逐年变差,为取得水平井产量的突破,该层位开发井设计水平段长达1800~3000 m,且多采用三维轨迹。长水平段+三维轨迹井眼导致摩阻大,井眼清洁难度高,极易出现井壁失稳及阻卡复杂问题。为保证施工安全,针对以上难题,研发了配套的强封堵油基钻井液体系,该体系通过引入多级配油基微纳米封堵材料,利用油基钻井液体系所具有的强抑制性和优异的润滑性,同时合理钻井液密度,并保证其良好的流变性。室内评价表明,该体系具有良好的润滑性、抗污染能力及封堵防塌能力。通过现场先导试验应用,该体系性能良好稳定,为后续川西中浅层长水平段井的安全高效施工提供了有力支撑。

南海东北部陆坡冷泉系统的浅地层剖面特征与分析

本文通过对南海东北部陆坡区浅地层剖面资料的处理,结合横跨陆坡区的长地震测线,总结了该区浅层气聚集、海底流体运移、泥火山和冷泉活动在浅地层剖面中的特征,并对剖面中出现的声学空白带现象做了分类.研究认为浊反射、增强反射等现象,反映了该区域存在广泛的浅层气聚集.对声学空白带成因的分析,认为窄空白带很可能对应海底流体运移的通道,而宽空白带则可能由沿地层分布的浅层气引起,同时提出了自生碳酸盐岩体散落分布造成声学空白的可能性.我们在南海东北部陆坡区发现了泥火山,并讨论了其运移通道及对BSR的破坏.同时发现研究区水体中存在声学异常体,推断为冷泉羽状流,指示该区存在活动的冷泉.本文依托大量的浅地层剖面数据,对南海东北部陆坡区的冷泉系统有了较全面的认识,对冷泉系统剖面特征的成因进行了初步探讨,可为南海冷泉系统研究的进一步开展提供有益参考.

高效精密磨床砂轮主轴深浅腔动静压轴承静特性分析

阐述用于高效精密磨床砂轮主轴的HSDB-R深浅腔动静压轴承的原理;建立基于Navier-Stokes方程的轴承油膜流体力学控制方程,采用基于有限体积法的三维流体力学仿真软件FLUENT分析轴承工作参数和结构参数对轴承承载能力、刚度、温升等性能的影响;对比"一"字和"匡"字2种油腔结构形式对于轴承刚度及温度分布的影响。结果表明:"一"字油腔结构能够提高轴承承载力和刚度,"匡"字油腔结构有助于降低轴承温升。

啮合同向双螺杆挤出过程非啮合开槽螺纹元件组合流道三维流场分析

应用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出过程包括非啮合多过程螺纹元件 (NI -MPE)的组合流道进行了等温非牛顿三维流场模拟分析 ,得到了包括NI -MPE元件的组合流道的压力场、速度场、剪切速率场和剪切应力场 。

莺歌海盆地浅层气藏二氧化碳分布特征及其原因分析

从CO2的成因、充注期次以及不同底辟发育特征等出发,对不同类型底辟之上的CO2分布特征及其原因进行了分析。研究认为:浅层二氧化碳主要来源于壳源碳酸盐岩的高温分解,其分布差异的主要原因是流体组成、充注期次的不同以及底辟活动强度的差异。在低幅度弱能量底辟带,二氧化碳主要富集在烃类气储层的下部。在高幅度中等能量底辟带,二氧化碳呈现明显的分块分层特征:在断裂的同一侧,浅层富烃,深层富二氧化碳;断裂上盘相对富烃,断裂下盘相对富二氧化碳;同一气层内部,靠近断裂富二氧化碳,远离断裂富烃。在喷口型强能量底辟带,二氧化碳的分布没有明显的规律性。研究还表明,CO2分布深度与水中CO2溶解度有关,深层地层水中的CO2溶解度很大,游离态的CO2大量出现的可能性较小。